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JP2008057350A - Wind power generator - Google Patents

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JP2008057350A
JP2008057350A JP2006232362A JP2006232362A JP2008057350A JP 2008057350 A JP2008057350 A JP 2008057350A JP 2006232362 A JP2006232362 A JP 2006232362A JP 2006232362 A JP2006232362 A JP 2006232362A JP 2008057350 A JP2008057350 A JP 2008057350A
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JP
Japan
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blade
main blade
wind
sub
main
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006232362A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Matsui
敏郎 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chugoku Electric Power Co Inc
Original Assignee
Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chugoku Electric Power Co Inc filed Critical Chugoku Electric Power Co Inc
Priority to JP2006232362A priority Critical patent/JP2008057350A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wind power generator having a high energy converting efficiency with respect to wind velocities in a wide range from a low wind velocity to a high wind velocity. <P>SOLUTION: In this wind power generator, a windmill having a plurality of blades on the rotor head is rotated, and the rotating force of the windmill is transmitted to a generator through a step-up gear to drive the generator for taking out electric energy. Each blade 7 comprises a main blade 8 of streamlined shape in cross section, an auxiliary blade 14 rotatably fitted to the main blade 8 and partly projecting from the upper and lower surfaces of the main blade 8 outward, and a drive means for rotatingly driving the auxiliary blade 14. The auxiliary blade 14 is formed in a cylindrical shape or columnar shape. The auxiliary blade is so installed that its longitudinal direction is set along the longitudinal direction of the main blade 8. A part of the peripheral surface of the auxiliary blade projects from the upper and lower surfaces 9, 10 of the main blade 8 outward. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、風力発電装置に関し、特に、プロペラ型の風力発電装置に関する。   The present invention relates to a wind turbine generator, and more particularly to a propeller type wind turbine generator.

プロペラ型の風力発電装置の一例として、タワーの頂上部に設置されるナセルと、ナセルの先端部に回転可能に設けられる風車と、ナセル内に設けられる増速機と発電機とを備えた風力発電装置が知られている。   As an example of a propeller-type wind power generator, a wind turbine provided with a nacelle installed at the top of a tower, a windmill rotatably provided at the tip of the nacelle, a speed increaser and a generator provided in the nacelle A power generation device is known.

このような構成のプロペラ型の風力発電装置は、風車は、ロータヘッドに複数枚のブレードを取り付けて構成されており、この風車が風を受けて回転駆動することにより、風車の回転力が増速機で増速されて発電機に伝達され、発電機が回転駆動することにより風力エネルギーが電気エネルギーに変換されて取り出される。   In the propeller-type wind power generator having such a configuration, the wind turbine is configured by attaching a plurality of blades to the rotor head, and the wind turbine receives the wind and rotates to increase the rotational force of the wind turbine. The speed is increased by the speed machine and transmitted to the generator, and the generator is driven to rotate, whereby wind energy is converted into electric energy and taken out.

プロペラ型の風力発電装置は、エネルギー変換効率が最大40%程度であり、このエネルギー変換効率は、風車のブレードの揚抗比(揚力と抗力との比)が大きくなるほど高くなる。また、揚抗比はブレードの仰角によって変化するため、一定のエネルギー変換効率を得るためには、ブレードの仰角を一定に保つ必要がある。   The propeller-type wind power generator has an energy conversion efficiency of about 40% at maximum, and the energy conversion efficiency increases as the lift-drag ratio (ratio between lift and drag) of the wind turbine blade increases. Further, since the lift-drag ratio varies depending on the elevation angle of the blade, it is necessary to keep the elevation angle of the blade constant in order to obtain a constant energy conversion efficiency.

風車のブレードの仰角を一定に保つ方法として、従来、ブレードのピッチ角を制御する方法、風車を可変速とする方法、ブレードの大きさを変える方法、ブレードの風圧を変える方法等が提案されている。   As methods for keeping the elevation angle of a windmill blade constant, conventionally, a method for controlling the pitch angle of the blade, a method for making the windmill variable, a method for changing the size of the blade, a method for changing the wind pressure of the blade, etc. have been proposed. Yes.

風車のブレードのピッチ角を制御する方法としては、例えば、風車のロータヘッドの内部に油圧によって駆動するピッチ角調整機構を設け、このピッチ角調整機構の駆動によって各ブレードのピッチ角を調整するように構成した方法が提案されている。   As a method for controlling the pitch angle of the wind turbine blade, for example, a pitch angle adjusting mechanism that is driven by hydraulic pressure is provided inside the rotor head of the wind turbine, and the pitch angle of each blade is adjusted by driving the pitch angle adjusting mechanism. A method configured as follows is proposed.

また、風車を可変速する方法としては、例えば、インバータで電源周波数を制御することにより、風車を可変速するように構成した方法が提案されている。   Further, as a method of changing the windmill at a variable speed, for example, a method has been proposed in which the windmill is variable-speed by controlling the power supply frequency with an inverter.

さらに、ブレードの大きさを変える方法としては、例えば特許文献1に、ブレードから補助部材を出し入れすることにより、ブレードの大きさを変えるように構成した方法が提案されている。   Furthermore, as a method for changing the size of the blade, for example, Patent Document 1 proposes a method in which the size of the blade is changed by inserting and removing an auxiliary member from the blade.

さらに、ブレードの風圧を変える方法としては、例えば特許文献2に、ブレードを円筒状に形成するとともに、このブレードを回転駆動させる駆動機構をロータヘッドの内部に設け、駆動機構によって円筒状のブレードを回転駆動させるように構成した方法が提案されている。
特開2003−269320号公報 特開2005−256606号公報
Furthermore, as a method of changing the wind pressure of the blade, for example, in Patent Document 2, a blade is formed in a cylindrical shape, and a drive mechanism for rotating the blade is provided inside the rotor head, and the cylindrical blade is moved by the drive mechanism. A method configured to be rotationally driven has been proposed.
JP 2003-269320 A JP 2005-256606 A

ところで、特許文献1に記載されているように、断面が流線形状のブレードを用いた風車の場合には、エネルギー変換効率を高めるためにブレードの断面形状を細い流線形状に形成しているため、風速が低い場合には充分な揚力が得られず、風車を充分に回転させることができず、所望の電気エネルギーを取り出すことが困難になる。   By the way, as described in Patent Document 1, in the case of a windmill using a blade whose cross section is streamlined, the cross-sectional shape of the blade is formed into a thin streamline shape in order to increase energy conversion efficiency. Therefore, when the wind speed is low, sufficient lift cannot be obtained, the windmill cannot be sufficiently rotated, and it becomes difficult to extract desired electrical energy.

一方、特許文献2に記載されている風車のブレードは、流線形状の断面のブレードのような風速の問題は生じるようなことはなく、低い風速でも充分に風車を回転駆動させることができるが、揚抗比を大きくとすることができないために、流線形状の断面のブレードの風車を用いた風力発電装置のように、高いエネルギー変換効率を得ることができない。   On the other hand, the blade of the windmill described in Patent Document 2 does not cause the problem of wind speed unlike the blade having a streamlined cross section, and can sufficiently rotate the windmill even at a low wind speed. Since the lift-drag ratio cannot be increased, high energy conversion efficiency cannot be obtained as in a wind power generator using a windmill with a blade having a streamline cross section.

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、風速が低い場合であっても充分な揚力が得られ、風車を充分に回転させることができて、所望の電気エネルギーを得ることができるとともに、揚抗比を大きくとることができて、高いエネルギー変換効率を得ることができる風力発電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems. Even when the wind speed is low, sufficient lift can be obtained, the windmill can be sufficiently rotated, and desired electrical energy can be obtained. It is an object of the present invention to provide a wind turbine generator that can obtain a high energy conversion efficiency and a high lift-drag ratio.

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項1に係る発明は、ロータヘッドに複数枚のブレードを取り付けてなる風車を回転させ、この風車の回転力を増速機を介して発電機に伝達させ、発電機を駆動させることにより電気エネルギーを取り出す風力発電装置であって、前記ブレードは、断面が流線形状をなす主ブレードと、該主ブレードに回転可能に設けられるとともに、一部が該主ブレードの上下面から外方に突出する副ブレードと、該副ブレードを回転駆動させる駆動手段とを備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the invention according to claim 1 rotates a wind turbine in which a plurality of blades are attached to a rotor head, and transmits the rotational force of the wind turbine to a generator via a speed increaser to drive the generator. The blade is provided with a main blade having a streamline cross section, and is rotatably provided on the main blade, and a part of the blade is outward from the upper and lower surfaces of the main blade. And a driving means for rotationally driving the sub-blade.

本発明による風力発電装置によれば、風車は、断面が流線形状の主ブレードと、主ブレードの上下面から一部が突出する回転可能な副ブレードとを備えているので、揚抗比を高くとれる主ブレードによって高いエネルギー変換効率が得られ、回転可能な副ブレードを駆動手段によって回転駆動させることにより、風速が低い場合であっても充分な揚力が得られることになり、低い風速から高い風速の広い範囲で一定の高いエネルギー変換効率が得られることになる。   According to the wind turbine generator according to the present invention, the wind turbine includes the main blade having a streamlined cross section and the rotatable sub blade partially protruding from the upper and lower surfaces of the main blade. High energy conversion efficiency is obtained by the main blade that can be taken high, and by rotating the rotatable sub-blade by the driving means, sufficient lift can be obtained even when the wind speed is low. A constant high energy conversion efficiency can be obtained in a wide range of wind speeds.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の風力発電装置であって、前記副ブレードは、円筒又は円柱状をなすものであって、長手方向が前記主ブレードの長手方向に沿うように前記主ブレードに設けられ、周面の一部が前記主ブレードの上下面から外方に突出していることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the wind power generator according to claim 1, wherein the sub blade is cylindrical or columnar, and the longitudinal direction is along the longitudinal direction of the main blade. It is provided in the main blade, and a part of the peripheral surface protrudes outward from the upper and lower surfaces of the main blade.

本発明による風力発電装置によれば、副ブレードを駆動源によって回転駆動させることにより、主ブレードの上下面から突出している副ブレードの周面の部分でマグナス効果を生じさせることができ、このマグナス効果によって風速が低い場合であっても充分な揚力が得られ、高いエネルギー変換効率が得られることになる。   According to the wind turbine generator according to the present invention, the secondary blade is driven to rotate by the drive source, so that the Magnus effect can be generated at the peripheral surface portion of the secondary blade protruding from the upper and lower surfaces of the primary blade. Even if the wind speed is low due to the effect, sufficient lift can be obtained and high energy conversion efficiency can be obtained.

請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の風力発電装置であって、前記副ブレードは、前記主ブレードの長手方向に沿って複数設けられていることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the wind power generator according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the auxiliary blades are provided along a longitudinal direction of the main blade.

本発明による風力発電装置によれば、複数の副ブレードを駆動源によって回転駆動させることにより、主ブレードの上下面から突出している複数の副ブレードの周面の部分でそれぞれマグナス効果を生じさせることができ、このマグナス効果によって風速が低い場合であっても充分な揚力が得られ、高いエネルギー変換効率が得られることになる。   According to the wind turbine generator according to the present invention, a plurality of sub blades are driven to rotate by a drive source, thereby generating a Magnus effect at each of the peripheral surface portions of the plurality of sub blades protruding from the upper and lower surfaces of the main blade. This Magnus effect can provide sufficient lift even when the wind speed is low, and high energy conversion efficiency can be obtained.

以上、説明したように、本発明の風力発電装置によれば、風車のブレードを、断面が流線形状をなす主ブレードと、主ブレードに回転可能に設けられるとともに、一部が主ブレードの上下面から外方に突出する副ブレードと、副ブレードを回転駆動させる駆動手段とによって構成したので、揚抗比を高くとれる主ブレードによって高いエネルギー変換効率が得られ、また回転可能な副ブレードを駆動手段によって回転駆動させることにより、主ブレードから突出している副ブレードの部分にマグナス効果が生じ、このマグナス効果によって風速が低い場合であっても充分な揚力が得られることになる。従って、風速に応じて主ブレードと副ブレードとを使い分けることにより、低い風速から高い風速までの広い範囲で一定の高いエネルギー変換効率が得られることになり、所望の電気エネルギーが確実に得られることになる。   As described above, according to the wind turbine generator of the present invention, the blade of the wind turbine is provided with the main blade having a streamline cross section and the main blade so as to be rotatable. Because it consists of a secondary blade that protrudes outward from the lower surface and a drive means that rotationally drives the secondary blade, high energy conversion efficiency can be obtained by the primary blade that can achieve a high lift-drag ratio, and a rotatable secondary blade is driven. By rotationally driving by means, a Magnus effect is produced in the portion of the secondary blade protruding from the main blade, and sufficient lift is obtained by this Magnus effect even when the wind speed is low. Therefore, by properly using the main blade and the sub blade according to the wind speed, a certain high energy conversion efficiency can be obtained in a wide range from a low wind speed to a high wind speed, and the desired electrical energy can be reliably obtained. become.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図5には、本発明による風力発電装置の一実施の形態が示されていて、図1は風力発電装置の全体を示す概略図、図2は図1のブレードの平面図、図3は図2のブレードのA−A線断面図、図4は副ブレードの回転方向を示す説明図、図5は副ブレードの回転により生じるマグナス力を示す説明図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show an embodiment of a wind power generator according to the present invention. FIG. 1 is a schematic view showing the entire wind power generator. FIG. 2 is a plan view of the blade of FIG. 3 is a cross-sectional view of the blade of FIG. 2 along the line AA, FIG. 4 is an explanatory view showing the rotation direction of the secondary blade, and FIG. 5 is an explanatory view showing the Magnus force generated by the rotation of the secondary blade.

すなわち、本実施の形態に示す風力発電装置1は、プロペラ型の風力発電装置であって、図1に示すように、タワー2の頂上部に架台3を介して設置されるナセル4と、ナセル4の先端部に回転可能に設けられる風車5と、ナセル4の内部に設けられる増速機19と、ナセル4の内部に設けられる発電機20とを備えている。   That is, the wind power generator 1 shown in the present embodiment is a propeller-type wind power generator, and as shown in FIG. 1, a nacelle 4 installed on the top of the tower 2 via a mount 3, and a nacelle 4 is provided with a wind turbine 5 rotatably provided at the tip of 4, a speed increasing device 19 provided inside the nacelle 4, and a generator 20 provided inside the nacelle 4.

風車5は、ナセル4の内部に回転自在に設けられる主軸(図示せず)に連結されるロータヘッド6と、ロータヘッド6の周面にロータヘッド6の軸線に対して放射状をなすように取り付けられるとともに、各々のピッチ角の調整が可能な3枚のブレード7と、ロータヘッド6の内部に設けられて、各ブレード7のピッチ角を調整するピッチ角調整手段18とを備えている。   The windmill 5 is attached to a rotor head 6 connected to a main shaft (not shown) that is rotatably provided inside the nacelle 4, and is attached to the circumferential surface of the rotor head 6 so as to be radial with respect to the axis of the rotor head 6. In addition, three blades 7 each capable of adjusting the pitch angle, and a pitch angle adjusting means 18 for adjusting the pitch angle of each blade 7 provided inside the rotor head 6 are provided.

各ブレード7は、図2及び図3に示すように、主ブレード8と、主ブレード8に回転可能に設けられる副ブレード14と、ロータヘッド6の内部に設けられて副ブレード14を回転駆動させる駆動手段(図示せず)とを備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3, each blade 7 is provided with a main blade 8, a sub-blade 14 rotatably provided on the main blade 8, and a sub-blade 14 provided inside the rotor head 6 to rotate. Drive means (not shown).

主ブレード8は、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)等から形成されるものであって、図2及び図3に示すように、断面が流線形状の略長方形板状に形成されている。この場合、主ブレード8は、全長に亘って断面が流線形状をなすように上面9及び下面10が所定の流線形状の曲面に形成されるとともに、長手方向の一端から他端にかけて幅が順次狭くなるように、かつ厚みが順次薄くなるように、全体の幅、厚みが設定されている。   The main blade 8 is formed of glass fiber reinforced plastic (FRP) or the like, and is formed in a substantially rectangular plate shape with a streamlined cross section as shown in FIGS. In this case, the main blade 8 has an upper surface 9 and a lower surface 10 formed in a predetermined streamline-shaped curved surface so that the cross section has a streamline shape over the entire length, and has a width from one end to the other end in the longitudinal direction. The overall width and thickness are set so that the thickness gradually decreases and the thickness decreases gradually.

主ブレード8の長手方向の一端部には、ロータヘッド6に取り付けるための円柱状の取付け部13が一体に設けられ、この取付け部13をロータヘッド6の周面に設けられている取付け孔(図示せず)内に挿入させることにより、主ブレード8がロータヘッド6の周面に回動自在に取り付けられる。主ブレード8の取付け部13は、ロータヘッド6の内部に設けられているピッチ角調整手段18に連結され、ピッチ角調整手段18の駆動によって取付け部13を介して主ブレード8を回動させることにより、主ブレード8のピッチ角、すなわちブレード7のピッチ角を調整することができる。   A cylindrical attachment portion 13 for attaching to the rotor head 6 is integrally provided at one end portion in the longitudinal direction of the main blade 8, and the attachment portion 13 is provided in an attachment hole ( The main blade 8 is rotatably attached to the peripheral surface of the rotor head 6 by being inserted into the not shown. The mounting portion 13 of the main blade 8 is connected to a pitch angle adjusting means 18 provided inside the rotor head 6, and the main blade 8 is rotated via the mounting portion 13 by driving the pitch angle adjusting means 18. Thus, the pitch angle of the main blade 8, that is, the pitch angle of the blade 7 can be adjusted.

主ブレード8の中央部には、上下面間を貫通する長方形状の取付け孔11が略全長に亘って設けられ、この取付け孔11内に後述する副ブレード14が回転可能に設けられている。取付け孔11に面する主ブレード8の内面の部分は、閉塞板12によってそれぞれ閉塞されており、この閉塞板12によって主ブレード8の内部に雨水等が進入するのを防止している。取付け孔11の幅方向の両端に配置される閉塞板12は、副ブレード14との干渉を避けるために所定の曲率の曲面に形成されている。   A rectangular attachment hole 11 penetrating between the upper and lower surfaces is provided in the central portion of the main blade 8 over substantially the entire length, and a later-described secondary blade 14 is rotatably provided in the attachment hole 11. The portion of the inner surface of the main blade 8 facing the mounting hole 11 is closed by a closing plate 12, and the blocking plate 12 prevents rainwater and the like from entering the main blade 8. The blocking plates 12 disposed at both ends in the width direction of the mounting hole 11 are formed with curved surfaces having a predetermined curvature in order to avoid interference with the auxiliary blade 14.

副ブレード14は、図2及び図3に示すように、ガラス繊維強化プラスチック(FRP)等から形成される円柱状又は円筒状をなすものであって、長手方向が主ブレード8の長手方向に沿うように、主ブレード8の中央部の取付け孔11内に一列に並べられた状態で複数設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the secondary blade 14 has a columnar shape or a cylindrical shape formed of glass fiber reinforced plastic (FRP) or the like, and the longitudinal direction is along the longitudinal direction of the main blade 8. As described above, a plurality of the main blades 8 are provided in a state of being arranged in a row in the mounting hole 11 at the center of the main blade 8.

複数の副ブレード14の中心部には、全長に亘って支持軸16が貫通した状態で一体に設けられ、この支持軸16を主ブレード8の取付け孔11内に所定の間隔ごとに設けられている軸受17によって支持することにより、複数の副ブレード14が取付け孔11内に回転可能に設けられている。   At the center of the plurality of sub blades 14, a support shaft 16 is provided integrally with the entire length thereof, and the support shaft 16 is provided in the mounting hole 11 of the main blade 8 at predetermined intervals. A plurality of sub-blades 14 are rotatably provided in the mounting hole 11 by being supported by the bearing 17.

支持軸16の一端部は、主ブレード8の取付け部13を貫通してロータヘッド6の内部に突出し、その突出している支持軸16の一端部がロータヘッド6の内部に設けられている駆動手段(図示せず)に連結され、駆動手段の駆動によって支持軸16と一体に複数の副ブレード14が回転駆動するように構成されている。   One end portion of the support shaft 16 penetrates the attachment portion 13 of the main blade 8 and protrudes into the rotor head 6, and one end portion of the protruding support shaft 16 is provided inside the rotor head 6. (Not shown), and a plurality of sub-blades 14 are configured to rotate integrally with the support shaft 16 by driving of the driving means.

駆動手段は、駆動モータと、駆動モータの出力軸と支持軸16とを連結する連結機構と、駆動モータの回転数を制御する制御手段とからなり、駆動モータを駆動させて連結機構を介して支持軸16を回転させることにより、支持軸16と一体に複数の副ブレード14が回転駆動する。制御手段によって駆動モータの回転数を調整することにより、副ブレード14の回転数を調整することができる。   The drive means includes a drive motor, a connection mechanism that connects the output shaft of the drive motor and the support shaft 16, and a control means that controls the rotational speed of the drive motor, and drives the drive motor via the connection mechanism. By rotating the support shaft 16, the plurality of sub blades 14 are rotationally driven integrally with the support shaft 16. By adjusting the rotational speed of the drive motor by the control means, the rotational speed of the sub blade 14 can be adjusted.

各副ブレード14は、主ブレード8の流線形状の上面9及び下面10から周面15の一部が外方(図中、上方及び下方)に突出し、この主ブレード8の上面9及び下面10から突出している副ブレード14の周面15の一部により、副ブレード14の回転時に後述するマグナス効果を生じさせることができる。   Each sub blade 14 protrudes outwardly (upward and downward in the figure) from the streamlined upper surface 9 and lower surface 10 of the main blade 8, and the upper surface 9 and lower surface 10 of the main blade 8. A part of the peripheral surface 15 of the auxiliary blade 14 protruding from the above can cause a Magnus effect to be described later when the auxiliary blade 14 rotates.

ここで、マグナス効果とは、図5に示すように、回転している副ブレード14が向かい風を受けると、向かい風と回転方向が一致する側では風の流速が速くなって圧力が小さくなり、その反対側では流速が遅くなって圧力が大きくなり、この結果、副ブレード14は、一致する側へ向いた力を受け、その方向への揚力が生じることになる、ことをいう。   Here, as shown in FIG. 5, when the rotating secondary blade 14 receives a head wind, the Magnus effect increases the flow speed of the wind and reduces the pressure on the side where the head wind and the rotation direction coincide with each other. On the opposite side, the flow velocity becomes slow and the pressure increases, and as a result, the secondary blade 14 receives a force directed to the matching side, and lift is generated in that direction.

なお、本実施の形態においては、主ブレード8の取付け孔11内に4つの副ブレード14を設けているが、2つ、3つ、又は5つ以上の副ブレード14を設けるようにしてもよい。また、主ブレード8の取付け孔11内に複数のブレード14を設けずに、取付け孔11の略全長に亘る1つの副ブレード14を設けるように構成してもよい。   In the present embodiment, four sub blades 14 are provided in the mounting hole 11 of the main blade 8, but two, three, five or more sub blades 14 may be provided. . Alternatively, a plurality of blades 14 may not be provided in the attachment hole 11 of the main blade 8, and one sub-blade 14 may be provided over substantially the entire length of the attachment hole 11.

次に、上記のように構成した本実施の形態による風力発電装置1の作用について説明する。
まず、流線形状の主ブレード8では充分な揚力が得られないような低い風速の風が風車に作用する場合には、図4に示すように、駆動手段によって副ブレード14を矢印方向に回転駆動させることにより、図5に示すように、副ブレード14の主ブレード8の上面9及び下面10から突出している周面15の部分によってマグナス効果を生じさせ、このマグナス効果により副ブレード14に充分な揚力を生じさせる。この結果、風車5を充分に回転駆動させることができるので、所望の電気エネルギーを得ることができる。なお、図5において、aは風車5の回転力を示し、bはブレード7の力を示し、cはマグナス力を示し、dは副ブレード14の回転方向を示している。この場合、副ブレード14の回転数は、作用する風速に応じて適宜の値に設定する。
Next, the operation of the wind power generator 1 according to this embodiment configured as described above will be described.
First, when a wind with a low wind speed at which a sufficient lift cannot be obtained with the streamlined main blade 8 acts on the wind turbine, the sub blade 14 is rotated in the direction of the arrow by the driving means as shown in FIG. By driving, as shown in FIG. 5, a portion of the peripheral surface 15 projecting from the upper surface 9 and the lower surface 10 of the main blade 8 of the sub blade 14 causes a Magnus effect. Cause a strong lift. As a result, the windmill 5 can be sufficiently driven to rotate, so that desired electrical energy can be obtained. In FIG. 5, a indicates the rotational force of the windmill 5, b indicates the force of the blade 7, c indicates the Magnus force, and d indicates the rotational direction of the sub blade 14. In this case, the rotation speed of the sub blade 14 is set to an appropriate value according to the wind speed acting.

一方、副ブレード14の回転では高い揚抗比がとれないような高い風速の風が風車に作用する場合には、副ブレード14の回転を停止させ、主ブレード8によって風を受けることにより揚抗比を大きくとる。この結果、風車5を充分に回転駆動させることができるので、所望の電気エネルギーを得ることができる。この場合、風向きに応じて主ブレード8のピッチ角を調整する等の操作を行う。   On the other hand, when a wind with a high wind speed acting on the wind turbine cannot obtain a high lift / drag ratio by rotation of the secondary blade 14, the rotation of the secondary blade 14 is stopped and the wind is received by the main blade 8. Take a large ratio. As a result, the windmill 5 can be sufficiently driven to rotate, so that desired electrical energy can be obtained. In this case, an operation such as adjusting the pitch angle of the main blade 8 according to the wind direction is performed.

上記のように構成した本実施の形態による風力発電装置1にあっては、低い風速の場合には副ブレード14を回転駆動させることにより、マグナス効果を生じさせて揚力を高めることにより、風車5を充分に回転駆動させて所望の電気エネルギーを取り出し、また、高い風速の場合には、主ブレード8により揚抗比を高めて、風車5を充分に回転駆動させて所望の電気エネルギーを取り出すように構成したので、低い風速から高い風速までの広い範囲内で高いエネルギー変換効率を得ることができ、所望の電気エネルギーを確実に取り出すことができる。   In the wind power generator 1 according to the present embodiment configured as described above, the windmill 5 is generated by causing the Magnus effect to be increased by rotationally driving the sub-blade 14 when the wind speed is low, thereby increasing the lift. Is driven sufficiently to take out the desired electrical energy, and in the case of a high wind speed, the main blade 8 raises the lift-drag ratio so that the wind turbine 5 is sufficiently driven to take out the desired electrical energy. Thus, high energy conversion efficiency can be obtained within a wide range from a low wind speed to a high wind speed, and desired electrical energy can be reliably extracted.

本発明による風力発電装置の一実施の形態の全体を示した概略図である。It is the schematic which showed the whole one Embodiment of the wind power generator by this invention. 図1のブレードの平面図である。It is a top view of the braid | blade of FIG. 図1のブレードのA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of the braid | blade of FIG. 図2及び図3の副ブレードの回転方向を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the rotation direction of the subblade of FIG.2 and FIG.3. 副ブレードの回転方向とマグナス力との関係を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the relationship between the rotation direction of a subblade, and Magnus force.

符号の説明Explanation of symbols

1 風力発電装置 2 タワー
3 架台 4 ナセル
5 風車 6 ロータヘッド
7 ブレード 8 主ブレード
9 上面 10 下面
11 取付け孔 12 閉塞板
13 取付け部 14 副ブレード
15 周面 16 支持軸
17 軸受 18 ピッチ角調整手段
19 増速機 20 発電機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wind power generator 2 Tower 3 Base 4 Nacelle 5 Windmill 6 Rotor head 7 Blade 8 Main blade 9 Upper surface 10 Lower surface 11 Mounting hole 12 Closure plate 13 Mounting portion 14 Sub blade 15 Peripheral surface 16 Support shaft 17 Bearing 18 Pitch angle adjusting means 19 Gearbox 20 Generator

Claims (3)

ロータヘッドに複数枚のブレードを取り付けてなる風車を回転させ、この風車の回転力を増速機を介して発電機に伝達させ、発電機を駆動させることにより電気エネルギーを取り出す風力発電装置であって、
前記ブレードは、断面が流線形状をなす主ブレードと、該主ブレードに回転可能に設けられるとともに、一部が該主ブレードの上下面から外方に突出する副ブレードと、該副ブレードを回転駆動させる駆動手段とを備えていることを特徴とする風力発電装置。
A wind turbine generator that extracts electrical energy by rotating a wind turbine with a plurality of blades attached to the rotor head, transmitting the rotational force of the wind turbine to the generator via the gearbox, and driving the generator. And
The blade includes a main blade having a streamline cross section, a sub blade that is rotatably provided on the main blade, and a part of the sub blade protrudes outward from the upper and lower surfaces of the main blade, and the sub blade is rotated. The wind power generator characterized by including the drive means to drive.
前記副ブレードは、円筒又は円柱状をなすものであって、長手方向が前記主ブレードの長手方向に沿うように前記主ブレードに設けられ、周面の一部が前記主ブレードの上下面から外方に突出していることを特徴とする風力発電装置。   The sub-blade has a cylindrical or columnar shape, and is provided on the main blade so that a longitudinal direction thereof is along the longitudinal direction of the main blade, and a part of the peripheral surface is outside the upper and lower surfaces of the main blade. A wind power generator characterized by protruding in the direction. 前記副ブレードは、前記主ブレードの長手方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の風力発電装置。

The wind turbine generator according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the sub blades are provided along a longitudinal direction of the main blade.

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